ÁNGSTROM: HISTORIE, ANVENDELSER OG ÆKVIVALENSER - KEMI - 2025

Den ångstrøm er en længdeenhed, der bruges til at udtrykke den lineære afstand mellem to punkter; især mellem to atomkerner. Det svarer til ^10-8 cm eller ^10-10 m, mindre end en milliarddel af en meter. Derfor er det en enhed, der bruges til meget små dimensioner. Det er repræsenteret af det svenske alfabetbrev Å, til ære for fysikeren Ander Jonas Ångström (bundbillede), der introducerede denne enhed i løbet af sin forskning.

Angstrom finder anvendelse inden for forskellige områder af fysik og kemi. Som en sådan lille længdemåling er det uvurderligt i nøjagtighed og bekvemmelighed i målinger af atomforhold; såsom atomradius, bindingslængder og bølgelængder af det elektromagnetiske spektrum.

Portræt af Anders Ångström. Kilde:

Skønt det i mange af dens anvendelser er henvist til SI-enheder, såsom nanometer og picometer, er det stadig gyldigt inden for områder som krystallografi og i undersøgelser af molekylære strukturer.

Historie

Fremkomst af enhed

Anders Jonas Ångström blev født i Lödgo, en svensk by, den 13. august 1814 og døde i Uppsala (Sverige), den 21. juni 1874. Han udviklede sin videnskabelige forskning inden for fysik og astronomi. Han betragtes som en af ​​pionererne i studiet af spektroskopi.

Ångström undersøgte varmeledning og forholdet mellem elektrisk ledningsevne og varmeledningsevne.

Ved hjælp af spektroskopi var han i stand til at studere den elektromagnetiske stråling fra forskellige himmellegemer og opdagede, at solen var lavet af brint (og andre elementer, der gennemgik nukleare reaktioner).

En Ångström skal producere et kort over solspektret. Dette kort blev udarbejdet så detaljeret, at det omfatter tusind spektrallinjer, hvor han brugte en ny enhed: Å. Derefter blev brugen af ​​denne enhed udbredt og blev opkaldt efter den person, der introducerede den.

I 1867 undersøgte Ångström spektret af elektromagnetisk stråling fra nordlyset og opdagede tilstedeværelsen af ​​en lys linje i det grøngule område af synligt lys.

I 1907 blev Å brugt til at definere bølgelængden af ​​en rød linje, der udsender cadmium, hvis værdi var 6.438,47 Å.

Synligt spektrum

Ångström overvejede introduktionen af ​​enheden for at udtrykke de forskellige bølgelængder, der udgør spektret af sollys praktisk; især i regionen med synligt lys.

Når en stråle af sollys indtræffer på et prisme, brydes det voksende lys ned i et kontinuerligt spektrum af farver, der spænder fra violet til rød; går gennem indigo, grøn, gul og orange.

Farver er et udtryk for de forskellige længder, der er til stede i synligt lys, mellem ca. 4.000 Å og 7.000 Å.

Når en regnbue observeres, kan det detaljeres, at den består af forskellige farver. Disse repræsenterer de forskellige bølgelængder, der udgør synligt lys, som nedbrydes af vanddråberne, der passerer gennem det synlige lys.

Selvom de forskellige bølgelængder (λ), der udgør sollysspektret, udtrykkes i Å, er deres udtryk i nanometer (nm) eller millimicron svarende til ^10-9 m også ganske almindeligt.

Å og SI

Selvom enheden Å er blevet brugt i adskillige undersøgelser og publikationer i videnskabelige tidsskrifter og i lærebøger, er den ikke registreret i det internationale system af enheder (SI).

Sammen med Å er der andre enheder, der ikke er registreret i SI; de bruges dog fortsat i publikationer af anden art, videnskabelig og kommerciel.

Applikationer

Atomradier

Enheden Å bruges til at udtrykke dimensionen af ​​atomenes radius. Atomets radius opnås ved at måle afstanden mellem kernerne i to kontinuerlige og identiske atomer. Denne afstand er lig med 2 r, så atomradiusen (r) er halvdelen af ​​den.

Atomenes radius svinger omkring 1 Å, så det er praktisk at bruge enheden. Dette minimerer de fejl, der kan laves ved brug af andre enheder, da det ikke er nødvendigt at bruge magt på 10 med negative eksponenter eller tal med et stort antal decimaler.

For eksempel har vi følgende atomradier udtrykt i angstromer:

-Chloro (Cl) har en atomradius på 1 Å

-Lithium (Li), 1,52 Å

-Boro (B), 0,85 Å

-Carbon (C), 0,77 Å

-Oxygen (0), 0,73 Å

-Phosfor (P), 1,10 Å

-Svovl (S), 1,03 Å

-Nitrogen (N), 0,75 Å;

-Fluor (F), 0,72 Å

-Bromo (Br), 1,14 Å

-Jod (I), 1,33 Å.

Selvom der er kemiske elementer med en atomradius større end 2 Å, blandt dem:

-Rubidium (Rb) 2,48 Å

-Strontium (Sr) 2,15 Å

-Cesium (Cs) 2,65 Å.

Picometer vs Angstrøm

Det er sædvanligt i kemitekster at finde atomradier udtrykt i picometre (ppm), som er hundrede gange mindre end en angstrom. Forskellen er simpelthen at multiplicere de ovennævnte atomradier med 100; for eksempel er den atomare radius for carbon 0,77 Å eller 770 ppm.

Solid State kemi og fysik

Å bruges også til at udtrykke størrelsen på et molekyle og rummet mellem planetene for et atom i krystalstrukturer. På grund af dette bruges Å i faststoffysik, kemi og krystallografi.

Desuden bruges det i elektronmikroskopi til at indikere størrelsen af ​​mikroskopiske strukturer.

krystallografi

Enheden Å bruges i krystallografistudier, der bruger røntgenstråler som basis, da disse har en bølgelængde mellem 1 og 10 Å.

Å bruges i positron-krystallografistudier i analytisk kemi, da alle kemiske bindinger ligger i området fra 1 til 6 Å.

bølgelængder

Å bruges til at udtrykke bølgelængderne (λ) for elektromagnetisk stråling, især i området med synligt lys. For eksempel svarer farven grøn til en bølgelængde på 4.770 Å, og farven rød en bølgelængde på 6.231 Å.

I mellemtiden svarer ultraviolet stråling tæt på synligt lys til en bølgelængde på 3.543 Å.

Elektromagnetisk stråling har flere komponenter, herunder: energi (E), frekvens (f) og bølgelængde (λ). Bølgelængden er omvendt proportional med energien og hyppigheden af ​​elektromagnetisk stråling.

Derfor, jo længere bølgelængde for elektromagnetisk stråling er, jo lavere er dets frekvens og energi.

ækvivalens

Endelig er nogle ækvivalenser af Å tilgængelige med forskellige enheder, som kan bruges som konverteringsfaktorer:

-10 ^-10 meter / Å

-10 ^-8 centimeter / Å

-10 ^-7 mm / Å

-10 ^-4 mikrometer (mikron) / Å.

-0,10 millimicra (nanometer) / Å.

-100 picometer / Å.

Referencer

1. Helmenstine, Anne Marie, ph.d. (05. december 2018). Angstrom Definition (Fysik og kemi). Gendannes fra: thoughtco.com
2. Wikipedia. (2019). Ångstrøm. Gendannet fra: es.wikipedia.org
3. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi. (8. udgave). CENGAGE Læring.
4. Regents fra University of California. (nitten og seksoghalvfjerds). Elektromagnetiske spektrum. Gendannes fra: cse.ssl.berkeley.edu
5. AVCalc LLC. (2019). Hvad er angstrom (enhed). Gendannes fra: aqua-calc.com
6. Angstrom - Manden og enheden.. Gendannes fra: phycomp.technion.ac.il